14.1 热机（同步课件）-2024-2025学年九年级物理全一册教材配套同步课件+同步练习（人教版）

第1节 热机 第十四章 内能的利用 物理 9年级全一册 人教版 01 教学目标 02 新知导入 03 新知讲解 04 课堂练习 05 课堂小结 06 作业布置 Contents 目录 01 教学目标 01 知道热机的概念，初步了解热机的工作原理，体会内能的利用对人类发展的重要作用。 02 了解汽油机的构造和工作过程。 03 了解柴油机的构造及工作过程。 火，能够驱散寒冷与黑暗，带来温暖和光明。钻木取火，人类第一次学会使用自然的力量. 而古老的热机——蒸汽机的发明则给人类带来了巨大的动力。现代的热机广泛使用在汽车、火车、轮船、飞机、火箭上。 热机到底是怎样将内能转化成我们需要的能量的呢？通过这一章的学习，你就会清楚了。 世界上第一列火车 利用了蒸汽机 钻木取火 02 新知导入 超音速汽车属于汽车范畴的一种。地球上的超音速汽车代表有英国工程师研制出的一辆时速达到1000英里（1610公里）小时，名为“寻血猎犬”的汽车。前IBM公司工程师萨德尔和波音公司工程师扎恩西领导的35人研究小组也推出了一款超级汽车“美洲之鹰”。 第1节 热机 超音速汽车 超音速汽车的时速为什么能够超过音速？是怎样获得机械能的？ 03 新知讲解 第一节 热机 一、热机 二、汽油机 三、柴油机 本节课学习流程 1. 实验探究：利用内能可以做功 （1）在一个试管中装一些水，用橡胶塞塞紧；然后对试管加热使水沸腾，请同学们观察现象。 观察到的现象有： ①瓶塞被冲出来； ②管口附近出现“白雾”。 一、 热机 （2）实验分析 实验中的能量转化过程为： ① 酒精燃烧放出热量，酒精的______能转化为水的____能； ②水吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对瓶塞做功，气体的_______能转化为瓶塞的_______能 . ③结论：利用内能可以做功. 热机就是通过这个过程来工作的，今天一起学习热机的工作原理。 化学 内 内 机械 一、 热机 2. 热机 （1）热机：各种利用内能做功的机械叫做热机. （2）工作原理：热机利用内能做功，将内能转化为机械能. （3）种类：蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等. 汽轮机 蒸气机 喷气发动机 一、 热机 热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。 蒸汽机车 发电站的汽轮机 喷气发动机 最常见的一种热机 （4）分类：汽油机和柴油机. 一、 热机 10 二、汽油机 　　利用汽油在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气（化学能转化为内能），燃气推动活塞做功（内能转化为机械能）。 1. 汽油机工作原理 二、汽油机 由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。 2. 汽油机的构造 二、汽油机 气缸 活 塞 连 杆 排气门 曲 轴 火花塞 进气门 3．工作过程 点燃式汽油机 二、汽油机 吸入气体: 。 吸气冲程: 汽油和空气的燃料混合物 阀门：进气阀 ； 排气阀 。 打开 关闭 二、汽油机 压缩冲程 阀门：进气阀 ； 排气阀 。 关闭 关闭 能量转化： 能 能 机械 内 活塞向 运动，对燃料混合物做功，燃料 增大，温度 。 内能 升高 上 二、汽油机 机械 内 做功冲程 能量转化： 能 能 点燃式 进气门 ，排气门 ，火花塞产生 ，使汽缸内气体猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向 运动，从而带动曲轴转动，对外 。 关闭 关闭 电火花 下 做功 二、汽油机 排气冲程 通过四个冲程的观察，总结汽油机的工作规律。 废气 进气门 ，排气门 ，活塞向 运动， 从排气门排出汽缸。 关闭 打开 上 废气 二、汽油机 【视频欣赏】 二、汽油机 1. 在四个冲程中，压缩、做工冲程发生了能量的转化。 压缩冲程： 做功冲程： 机械能转化为内能 内能转化为机械能 2. 做工冲程获得了动力。 3.单缸汽油机一个工作循环包括____个冲程，活塞往复运动____次，曲轴转动____周，对外做功____次。 4 2 2 1 二、汽油机 例1　（2022·全国·九年级课时练习）如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程剖面图，下列描述正确的是（　　） A．吸气冲程中，只有汽油被吸入汽缸 B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小 C．做功冲程中，燃料释放的能量少部分转化为机械能 D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分 典型例题 【答案】 C 【详解】A．汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A错误；B．在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故B错误C．在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C正确；D．在排气冲程中，废气带走了燃料释放的大部分能量，故D错误。 故选C。 二、汽油机 1．四冲程柴油机与汽油机的结构区别 火花塞 喷油嘴 喷出雾状柴油 汽油机 柴油机 三、柴油机 2．四冲程柴油机与汽油机在吸气冲程的区别 喷油嘴 喷出雾状柴油 汽油机 柴油机 空气和汽油 空气 ？ ？ 火花塞 三、柴油机 3．四冲程柴油机与汽油机点火方式的区别 汽油机——点燃式： 在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，点燃燃料。 柴油机——压燃式： 　　在压缩冲程中，柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高，活塞把空气的体积压缩得非常小，使得空气的温度很高。 　　在压缩冲程结束时，汽缸内空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气便立刻燃烧起来。 三、柴油机 4．四冲程柴油机的工作过程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 三、柴油机 汽油机和柴油机的比较 项目 汽油机 柴油机 构造 火花塞 喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气 冲程 吸入空气和汽油的混合物 只吸入空气 点火 方式 点燃式 压燃式 应用 主要用于汽车、摩托车、飞机 主要用于挖掘机、轮船 三、柴油机 汽油机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。 柴油机的应用 柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。 三、柴油机 例2　（2022·河南洛阳·九年级期末）（多选）学习了热机的知识后，小洛同学通过比较，分析了汽油机和柴油机的异同点，其中正确的是（ 　） A．在构造上，汽油机汽缸顶部是喷油嘴，柴油机汽缸顶部是火花塞 B．在吸气冲程中，汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物 C．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 D．汽油机和柴油机都是将内能转化为机械能的机器 典型例题 【答案】 CD 【详解】A．柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上端是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A错误；B．在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故B错误；C．汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式（也叫自燃），故C正确；D．汽油机和柴油机在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，都是将把内能转化为机械能，故D正确。故选CD。 三、柴油机 1．如图所示实验，在橡胶塞被水蒸气冲出的过程中，以下说法正确的是（　　） A．酒精燃烧时将内能转化为化学能 B．试管内的水的内能因为热传递而增加 C．橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中能量转化情况与汽油机的压缩冲程相同 D．水蒸气对外做功，内能减少，在试管口汽化成小水滴 【答案】B 【解析】A．根据能量转化可知，酒精通过燃烧，将化学能转化为内能，故A错误；B．试管内的水吸收热量，温度升高，是通过热传递增加物体内能，故B正确；C．试管内水蒸气将软木塞冲出的过程中，利用内能做功，将水蒸气的内能转化为软木塞机械能；汽油机的压缩冲程机械能转化成内能，该实验中能量转化是内能转化为机械能，能量转化形式不同，故C错误；D．活塞冲出时，水蒸气的内能对活塞做功，水蒸气的内能会减小，温度降低，水蒸气液化成小水珠，形成“白气”，故D错误。 故选B。 04 课堂练习 2．如图所示，用酒精灯给装有水的小试管加热，不一会儿，软木塞被“冲”了出来，这一现象中的能量转化类似图中四冲程汽油机工作示意图中的（　　） 【答案】C 【解析】水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，是水蒸气的内能转化为机械能，与做功冲程中的能量转化相同。A．图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能，故A不符合题意；B．图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故B不符合题意；C．图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，故C符合题意；D．图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故D不符合题意。  故选C。 3. 关于汽油机和柴油机描述正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中，柴油和空气的混合物进入汽缸 C．做功冲程中，燃料释放的能量100%转化为机械能 D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的大部分能量 【答案】D  【解析】A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误；B．柴油机在吸气冲程中，将空气吸入汽缸（没有吸入柴油），故B错误；C．在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误； D．在排气冲程中，排出的废气温度仍很高，废气带走了燃料释放的大部分能量，故D正确。 故选D。 05 课堂小结 06 作业布置 “同步练习” Thanks! 2 Lavf58.20.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $$